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杉木人工林近自然改造对土壤化学性质及酶活性的影响 被引量：7
1
作者 魏书蒙 陈详腾 +4 位作者 赵光宇 李仰龙 董玉红 焦如珍 张雄清 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期4277-4287,共11页
研究杉木间伐后补栽闽楠、刨花楠进行近自然改造后对杉木人工林土壤化学性质及水解酶活性变化。在江西省新余市山下林场为研究近自然改造对杉木林的影响而设置3种林分,分别是杉木纯林(CLP)、杉木-闽楠改造林(MPC)、杉木-刨花楠改造林(M... 研究杉木间伐后补栽闽楠、刨花楠进行近自然改造后对杉木人工林土壤化学性质及水解酶活性变化。在江西省新余市山下林场为研究近自然改造对杉木林的影响而设置3种林分,分别是杉木纯林(CLP)、杉木-闽楠改造林(MPC)、杉木-刨花楠改造林(MMC)。测定0—20、20—40、40—60 cm土壤化学性质和水解酶活性,分析土壤化学性质与水解酶间的关系。不同林分土壤有机质、有效磷和速效钾均随土层深度增加而降低。0—20 cm土层,改造林pH、有机质和有效磷显著增加,其中有机质分别提高22.52%与21.04%,有效磷分别提高5.9%与9.57%。20—40 cm土层,改造林有机质显著增加,有效磷、速效钾含量无显著差异。不同林分对养分全量的影响不一。40—60 cm土层,改造林与杉木纯林在有机质、全氮、全钾、速效钾含量有显著差异。不同林分土壤N∶P均低于我国亚热带区域土壤N∶P,土壤有效磷元素缺乏;改造林土壤C∶N、C∶P均高于杉木纯林。杉木-闽楠改造林土壤纤维二糖水解酶(CBH)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和酸性磷酸酶(ACP)酶活性相比杉木纯林显著降低;土壤β-1,4-N-乙酰葡糖氨糖苷酶(NAG)、酸性磷酸酶(ACP),杉木-刨花楠改造林较杉木纯林显著增加。相关性分析表明,不同林分土壤pH、有机质、全氮、全磷、全钾、有效磷、土壤酶活性之间存在显著关系。[结论]杉木纯林间伐后近自然改造有助于土壤养分积累,改善杉木人工林土壤质量,提高杉木胸径、材积,减缓单一树种种植带来的土壤肥力下降等问题。 展开更多
关键词 杉木 近自然改造 土壤化学性质 生态化学计量比 土壤酶活性
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乌汶伯克霍尔德菌P5和格氏假单胞菌RP22促杉木生长机制探究
2
作者 陈详腾 魏书蒙 +1 位作者 焦如珍 董玉红 《林业科学研究》 CSCD 北大核心 2024年第5期33-45,共13页
[目的]本文拟探究乌汶伯克霍尔德氏菌P5和格氏假单胞菌RP22对杉木幼苗生长、基因表达和土壤性质的影响,初步揭示2种溶磷菌促杉木生长机制。[方法]以6个月苗龄的杉木实生苗为试验材料,将配制好的P5、RP22及P5+RP22菌剂通过根灌方式施加,... [目的]本文拟探究乌汶伯克霍尔德氏菌P5和格氏假单胞菌RP22对杉木幼苗生长、基因表达和土壤性质的影响,初步揭示2种溶磷菌促杉木生长机制。[方法]以6个月苗龄的杉木实生苗为试验材料,将配制好的P5、RP22及P5+RP22菌剂通过根灌方式施加,每月施加一次,持续3个月。3个月后对幼苗和土壤进行取样,测定幼苗的生长生理指标和土壤指标;基于Illumina HiSeq 4000测序平台对幼苗进行转录组分析,并筛选杉木幼苗的促生基因。[结果]与对照组(CK)相比,3种菌剂处理均促进杉木幼苗的生长。3种菌剂对杉木幼苗的促生生理机制包括:PSB提高了杉木幼苗的叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白等生理指标及磷含量;同时,增加了土壤有效磷、速效钾、全磷养分含量。转录组结果表明,3种菌剂处理后杉木幼苗的差异表达基因(DEGs)均显著富集在代谢物合成、苯丙烷生物合成、亚油酸代谢、α亚麻酸代谢和光合作用通路。对这些通路的深入分析发现,PAL、COMT、4CL、LOX1_5、AOS、AOC等基因在P5菌剂处理组显著上调;PAL、TOGT1、CYP73A、LOX1_5、psbS、psaF等基因在RP22菌剂处理组显著上调;LOX1_5、psbO、petH、psaF等基因在P5+RP22菌剂处理组显著上调,表明3种PSB菌剂对杉木幼苗的促生机制是多个代谢通路相互协调的结果。[结论]3种菌剂能通过调控杉木幼苗的生理、提高土壤养分含量和上调表达苯丙烷生物合成、亚油酸代谢、光合作用等通路中的基因,从而促进杉木幼苗生长。 展开更多
关键词 杉木幼苗 溶磷菌 转录组 差异表达基因 促生机理
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洋葱伯克霍尔德菌菌株JLS17对Cd^(2+)胁迫的生长及代谢响应机制
3
作者 李仰龙 魏书蒙 +3 位作者 陈详腾 董玉红 厚凌宇 焦如珍 《林业科学》 EI CAS 2024年第8期152-163,共12页
【目的】探究1株植物促生菌洋葱伯克霍尔德菌菌株JLS17对Cd^(2+)的耐受与去除能力以及在Cd^(2+)胁迫下的代谢响应,以期为菌株在土壤镉污染修复的应用提供基础理论依据,并为阐明具有抗镉功能分子与代谢途径的挖掘及微生物Cd^(2+)耐受机... 【目的】探究1株植物促生菌洋葱伯克霍尔德菌菌株JLS17对Cd^(2+)的耐受与去除能力以及在Cd^(2+)胁迫下的代谢响应,以期为菌株在土壤镉污染修复的应用提供基础理论依据,并为阐明具有抗镉功能分子与代谢途径的挖掘及微生物Cd^(2+)耐受机制提供数据支撑。【方法】通过测定含不同Cd^(2+)浓度培养液的吸光度(OD600)值评价菌株对Cd^(2+)的耐受性,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定菌株对LB培养基中Cd^(2+)的去除效果,采用非靶向代谢组学技术(LC-MS)分析菌株在Cd^(2+)胁迫下的差异代谢物与代谢途径。【结果】1)不同程度的Cd^(2+)胁迫(50~800 mg·L^(−1))均对菌株JLS17的生长速率及生物量增长(OD600)有明显的抑制作用,且抑制作用随Cd^(2+)浓度的升高而不断加剧。2)菌株JLS17对LB培养基中Cd^(2+)的去除量随Cd^(2+)浓度的提高(10~100 mg·L^(−1))而增加,最高去除量可达55.90 mg·L^(−1),但去除率受Cd^(2+)浓度影响相对较小,维持在41.9%~66.0%。3)LC-MS分析结果表明,菌株JLS17在50 mg·L^(−1)和300 mg·L^(−1)的Cd^(2+)浓度胁迫处理下,共有147种差异代谢物表达趋势一致,其中92种共性上调,55种共性下调,主要涉及氨基酸及其衍生物、核苷酸及其衍生物、脂质、有机酸及其衍生物、萜类、酮类、生物碱等。KEGG富集分析结果表明,菌株JLS17在50 mg·L^(−1)和300 mg·L^(−1)的Cd^(2+)浓度胁迫处理下显著富集的共有代谢通路为嘧啶代谢、氨基苯甲酸酯降解、半胱氨酸和蛋氨酸代谢、色氨酸代谢、β-丙氨酸代谢、叶酸的生物合成与磷酸戊糖途径,其中嘧啶代谢、色氨酸代谢、磷酸戊糖途径共性下调,叶酸的生物合成共性上调。【结论】1)菌株JLS17对Cd^(2+)胁迫具有极强的适应性,并能有效去除LB培养基中的Cd^(2+),在镉污染修复中具有良好的应用潜力。2)菌株JLS17在Cd^(2+)胁迫下可通过氨基酸及其衍生物、核苷酸及其衍生物、脂质等代谢物含量变化影响体内的代谢途径,其中色氨酸代谢、β-丙氨酸代谢、半胱氨酸和蛋氨酸代谢、嘧啶代谢、磷酸戊糖途径、叶酸的生物合成等代谢途径与JLS17的Cd^(2+)耐受性密切相关。 展开更多
关键词 镉污染 植物促生菌 耐受机理 重金属吸附 代谢组
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